Физика без формул (Леонович) - страница 46

Почему мы слышим? Представьте, что вы глубоко вдохнули, задержали дыхание и на минутку оказались на Луне. Услышим ли мы что-нибудь на ней? Рядом могли бы взлетать ракеты, падать метеориты, играл бы целый симфонический оркестр, а наши уши — ноль внимания.

Ответ на эту загадку, как говорят, лежит на поверхности. Поверхности… той же Луны. Вернее, в отсутствии на ней атмосферы. Нет воздуха, нечем звук передавать, и ушам воспринимать нечего. Значит, наше ухо реагирует на те толчки, которые доносит до него воздушная среда.

А в воде? Да то же самое, иначе мы ничего не слышали бы под водой. И в твердых телах похожая картина. Например, если мы приложим ухо к рельсу на железной дороге, то расслышим перестук колес далеко идущего поезда. А как давным-давно узнавали о приближении конного всадника? Да, именно прикладывали ухо к земле.

Конечно, звук при распространении затухает. Гром от молнии, ударившей поблизости, может оглушить. Его же раскаты, доносящиеся от грозы, сверкающей на горизонте, еле слышны. И тем не менее наш слух весьма чувствителен. Достаточно совсем небольших перепадов давления воздуха, доставляемых звуковой волной, чтобы барабанная перепонка внутри уха пришла в колебание и просигнализировала бы нашему мозгу о «приеме» звука.

Безусловно, слух некоторых животных намного острее, чем у человека. Вы, разумеется, не раз замечали, как кошка «навострила» уши, уловив царапание мыши, когда нам не слышно абсолютно ничего.

А могут ли быть звуки, которые не услышит и кошка? Да, такие звуки существуют. Когда выяснилось, что звук представляет собой волновое явление, его стали описывать с помощью двух понятий — длины волны и частоты. Смотря на речные или морские волны, вы обращали внимание на их различный вид. У одних расстояние между гребнями или впадинами — большое, а у мелкой ряби — маленькое. Мы и говорим: длинная волна или короткая волна.

А теперь взглянем на поплавок у берега, на который набегают эти волны. Если они крупные, с большой «длиной волны», поплавок ходит вверх-вниз медленно, редко. А бегущая рябь заставляет его буквально трястись на месте, то есть колебаться быстро, часто. Ну-ка, сосредоточьте свое внимание: большая длина волны — частота низкая, а короткая волна — частота высокая.

Эта удивительная особенность присуща всем волновым процессам. Но вернемся к звуку. С увеличением длины волны он становится «толще», ниже, еще говорят: низкочастотный звук. Когда же частота колебаний возрастает, то длина волны уменьшается, а звук воспринимается как более тонкий, высокий.